Огромную роль в оздоровлении воздушного бассейна играют древесные растения, выступающие в роли своеобразного естественного фитофильтра [4, 5]. Однако ввиду хронического стресса, вызываемого действием техногенных выбросов, жизнеспособность растений снижается, иногда до полного отмирания.
Береза повислая, благодаря своим биолого–экологическим особенностям, широко используется в создании защитных насаждений на территории крупных промышленных центров Предуралья [5].
Березовые лесополосы являются одним из наиболее характерных типов лесокультурных ландшафтов в Оренбургского края, будучи широко представлены в разных частях области [7].
Искусственные березовые насаждения играют важную роль в защитном лесоразведении (полезащитные полосы, склоноукрепляющие посадки, защитные полосы вдоль железных и шоссейных дорог, вокруг водоемов). В искусственных насаждениях береза представлена как в монокультуре, так и в комплексе с другими лесообразующими породами (например, с сосной), а также с разными видами, формирующими подлесок.
Широкое распространение насаждений березы разного генезиса и структуры определяет интерес к изучению их состояния, в частности, с точки зрения представленности в них дереворазрушающих грибов, оказывающих существенное влияние на структуру древостоев и состояния этих антропогенных экосистем в целом [8, 9].
Цель нашего исследования – оценить относительное жизненное состояние березы повислой в условиях разной степени техногенной нагрузки в пригородной зоне г. Кумертау (республика Башкортостан) и в Троицком охотничьем заказнике Тюльганского района (Оренбургская область). Эти районы испытывают различную техногенную нагрузку. В качестве объекта были использованы насаждения березы повислой, достаточно широко представленные в Южном Предуралье [6].
В соответствии с целью исследований были поставлены следующие задачи:
– сравнить биометрические показатели насаждений березы повислой на пробных площадях, находящихся в условиях техногенного воздействия разного уровня;
– на основании методики В.А. Алексеева оценить состояние посадок березы повислой;
– проанализировать причины различий в жизненном состоянии изученных насаждений;
Объектами исследований являются посадки березы повислой (Betula pendula Roth.) произрастающие на промышленных отвалах Кумертауского буроугольного разреза (КБР), на г. Уральской (окрестности г. Кумертау, Башкортостан) и на территории Троицкого охотничьего заказника Тюльганского района.
Источником техногенного воздействия на березу в пригородной зоне г. Кумертау является химическая промышленность (промышленные отвалы). Отвалы Кумертауского буроугольного разреза представляют собой грунты с высоким содержанием токсичных компонентов [3].
Материалы и методы исследования
Исследования проводились в течение полевого периода 2012 г. В различных зонах загрязнения было заложено 3 пробные площадки (20х20 м) отличающиеся уровнем антропогенного воздействия. На каждой пробной площадке обследовали 100 деревьев. Первоначально на каждой пробной площади делали лесоводственно-таксационное описание насаждения, используя глазомерную и инструментальную таксацию. При оценке жизненного состояния (ОЖС) в качестве основных параметров выбраны интегральные показатели: густота кроны, наличие мертвых сучьев на стволе и степень повреждения листьев (площадь некрозов, хлорозов, пятнистостей и объеданий). Учитывалось наличие морозобойных трещин, раневых течей, суховершинности, грибных заболеваний.
Категорию состояния деревьев оценивали глазомерно. За основу исследования относительного жизненного состояния (ОЖС) насаждений березы повислой была принята методика В.А. Алексеева [1].
При перечете деревьев на пробной площади у каждого экземпляра определялись диаметр (см) мерной вилкой и высота (м) высотомером. Основными диагностическими признаками, определяющими жизненное состояние отдельного дерева на пробных площадях во всех зонах загрязнения, являются: слабая степень развития кроны и высокий процент повреждения листьев.
Относительное жизненное состояние (ОЖС) насаждений определяли по следующей шкале: здоровое насаждение, ослабленное, сильно ослабленное и полностью разрушенное. Для определения ОЖС деревьев была использована вспомогательная таблица, кроме того, также рассчитывали объем стволов деревьев на пробной площади.
Категория жизненного состояния отдельного дерева определялась по вспомогательной табице.
Вспомогательная таблица для определения категорий деревьев
|
Категория дерева |
Диагностические признаки |
||
|
Густота кроны, % |
Наличие мертвых сучьев, % |
Степень повреждения хвои, % |
|
|
Здоровое |
85-100 |
0-15 |
0-10 |
|
Ослабленное |
55-85 |
15-45 |
10-45 |
|
Сильно ослабленное |
20-55 |
45-65 |
45-65 |
|
Отмирающее |
0-20 |
70-100 |
70-100 |
|
Сухое |
0 |
100 |
нет хвои |
Дерево относится к той категории, на которую указывают либо все три показателя, либо два из трех. Если все три показателя указывают на принадлежность дерева к различным категориям жизненного состояния, то все признаки рассматриваются в комплексе, определяется суммарное повреждение, при этом большое внимание уделяется степени повреждения листьев.
После суммирования количества стволов деревьев по категориям производится оценка относительного жизненного состояния всего насаждения по следующей формуле [1]:
где Ln – относительное жизненное состояние древостоя, рассчитанное по числу деревьев; n1 – число здоровых деревьев; n2 – ослабленных; n3 – сильно ослабленных; n4 – отмирающих деревьев лесообразователя на пробной площади (или 1 га); N – общее число деревьев (включая сухостой) на пробной площади или 1 га.
При показателе от 100 до 85 % жизненное состояние древостоя оценивается как «здоровое», при 79-50 % древостой считается ослабленным, при 49-20 % – сильно ослабленным, при 19 % и ниже – полностью разрушенным [1].
Результаты исследования и их обсуждение
Оценка заключается в выведении величины, позволяющей сравнивать и интерпретировать данные описаний.
ПП1 – пробная площадь 1 – посадка березы на промышленных отвалах в пригородной зоне г. Кумертау (Башкортостан).
ПП2 – пробная площадь 2 – посадка сосны на г. Уральской (Башкортостан).
ПП3 – пробная площадь 3 – посадка сосны в Троицком охотничьем заказнике Тюльганского района (Оренбургская область).
Жизненное состояние деревьев в изученных посадках березы
Анализ данных показывает, что жизненное состояние всех изученных посадок достаточно высокое; при этом наименьшая жизненность отмечена в посадках, находящихся на отвалах КБР; максимальная – в посадках Троицкого заказника.
Анализ показателей жизненности и сопутствующих данных сводится к следующему:
• насаждения, произрастающие на отвалах КБР – характеризуются пониженной жизненностью, существенной изреженностью, низким бонитетом;
• насаждения, произрастающие на горе Уральской (окрестности г. Кумертау) – средний уровень жизненности, высокая полнота древостоя. относительно высокий бонитет;
• насаждения Троицкого заказника (Тюльганский район Оренбургской области) – сравнительно высокий класс жизненности, средняя полнота, высокий бонитет.
Воздействие загрязняющих агентов отрицательно сказывается на относительном жизненном состоянии леса, а в условиях заказника наблюдается влияние естественных факторов (зоны рекреации, пожары, загущенность насаждений, грибковые и другие заболевания), которые отрицательно сказываются на ОЖС леса.
Анализируя общую картину жизненного состояния посадок, можно отметить, что они подвергается воздействию техногенного характера и естественных факторов, что влияет на выполнение биолого-экологических функций березы в окружающей среде.
Заключение
В условиях промышленных отвалов и на г. Уральской состояние посадок березы повислой оценивается как «ослабленный древостой»; на территории заказника – «здоровый древостой». Сравнение ОЖС березы в разных условиях показало, что деревья находящиеся на отвалах являются более ослабленными, чем древостой в естественных условиях в заказнике и на г.Уральской, а так же, что значения ОЖС березы в условиях повышенной техногенной нагрузки заметно меньше ОЖС древостоя произрастающего на территории заказника.
Соответственно, можно сделать вывод, что на состояние искусственных насаждений значительное влияние оказывают как прямые, так и косвенные техногенные воздействия, что необходимо учитывать при оптимизации системы лесовосстановления в регионе.